JP2001312514A - ベクトル記述子表現並びにマルチメディアデータ検索装置及びその方法 - Google Patents
ベクトル記述子表現並びにマルチメディアデータ検索装置及びその方法Info
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Abstract
成する多数の特徴値をビットで表現して再配列した後、
特徴値の個数に応じてベクトル記述子を階層的に表現し
て記憶し記憶された表現情報を用いてマルチメディアデ
ータを検索する。 【解決手段】 ベクトル記述子によって記述された多数
の特徴値を量子化し、量子化された特徴値をビット形態
で表現し、ビット形態で表現された特徴値を最上位ビッ
トから最下位ビットの順に再配列してベクトル記述子を
階層的に表現し、再配列された特徴値と入力される特徴
値の個数を可変長符号化して記憶させ、記憶された特徴
値のうち、特徴値の個数に対応する特徴値のみを可変長
逆符号化し、可変長逆符号化された特徴値を逆配列して
元の特徴値に復元し、復元された特徴値を逆量子化し、
逆量子化で復元された特徴値とマルチメディアデータベ
ースに既に記憶された特徴値とを比較し、マルチメディ
アデータを探索する。
Description
現並びにマルチメディアデータ検索装置及びその方法に
係り、特にマルチメディアデータのベクトル記述子を階
層的に表現して記憶させた後、この記憶された表現情報
を用いてマルチメディアデータを検索するようにするベ
クトル記述子表現並びにマルチメディアデータ検索装置
及びその方法に関する。
ことにより、これを検索、記憶することが問題として台
頭してきた。また、このように膨大なマルチメディアデ
ータを速く検索し、且つユーザの所望する情報を検索す
るために、既存のテキストに基づいた検索ではなく、内
容に基づいた検索に対するユーザの要求が増大してい
る。かかる問題を解決するためにマルチメディアのそれ
ぞれの情報に対する表現子とこれらの連関関係を表現し
ようとする研究が行われている。
声からなっており、映像においてもいろいろの物体から
構成されており、それぞれの客体は色、模様、質感の特
徴をもっている。そして、このような映像の集まりでは
動き特徴をもっている。このようなものを映像自体での
み記憶される場合、検索に困る。
客体または表現単位を効果的に表現する方法が提案され
ている。特に、このうち幾つかの表現子がベクトル形態
で表現される場合があるが、このベクトルのそれぞれの
意味が異なるものであって、このベクトルの幾つかの要
素を除いて検索する場合、安定的な検索結果を得ること
ができない。
トル記述子を甚だしくく多いマルチメディアデータに対
して全て記憶する場合、場合によっては多くの記憶空間
を無駄使いすることがあり、ユーザによっては少ない表
現子メタファイルのみを維持したがる場合もありうる。
値を除くことができない問題があって、伸縮的な量でデ
ータを表現し難いという問題がある。
ロック図を示す。図1に示すように、従来のベクトル記
述子表現装置は、ベクトル記述子によって記述された多
数の特徴値をそれぞれ量子化する量子化部400と、前
記量子化部400で量子化されたそれぞれの特徴値を可
変長符号化し、符号化された特徴値を特徴値記憶部40
2に記憶させる可変長符号化部401とから構成され
る。
いたマルチメディアデータ検索装置のブロック図であ
る。図2に示すように、従来のベクトル記述子表現装置
を用いたマルチメディアデータ検索装置は、入力される
符号化された特徴値を可変長逆符号化する可変長逆符号
化部502と、前記可変長逆符号化部502で可変長逆
符号化された特徴値を逆量子化して元の特徴値に復元す
る逆量子化部503と、前記逆量子化部503で復元さ
れた元の特徴値とマルチメディアデータベース504に
既に記憶されているマルチメディアデータとを比較した
後、その比較結果に基づくマルチメディアデータを検索
する比較部505とから構成される。
ル記述子表現装置及びこれを用いたマルチメディアデー
タ検索装置の動作を詳細に説明する。
現装置の動作を説明すると、従来のベクトル記述子Xは
次の式(1)で表現される。
(X1,・・・,XN)から構成されたベクトル記述子を
意味する。
量子化部400は前記ベクトル記述子Xを構成する第1
〜第N特徴値(X1,・・・,XN)を量子化した後、可
変長符号化部401に提供する。前記可変長符号化部4
01は前記量子化部400で量子化された第1〜第N特
徴値(X1,・・・,XN)を可変長符号化し、特徴値記
憶部402に記憶する。
現装置を用いたマルチメディア検索装置の動作を詳細に
説明する。
化された特徴値を可変長逆符号化して逆量子化部503
に提供する。
化部502で提供された特徴値を逆量子化して比較部5
05に提供する。
提供された特徴値とマルチメディアデータベース504
に既に記憶されたマルチメディアデータとを比較した
後、その比較結果に基づく検索データを出力する。
索装置は、ベクトル記述子表現装置によって表現された
ベクトル記述子の特徴値を用いてマルチメディアデータ
を検索する。
な従来のベクトル記述子表現装置は、データ表現におい
て、ベクトル記述子Xの第1〜第N特徴値(X1,・・
・,XN)の重要度を定め難いため、少量のデータでマ
ルチメディアデータを表現することができないという問
題点があった。
いたマルチメディアデータ検索装置は、ベクトル記述子
Xの第1〜第N特徴値(X1,・・・,XN)の重要度を
定め難いため、少量のデータをもってマルチメディアデ
ータを検索し得ないという問題点があった。
データのベクトル記述子を構成する多数の特徴値をビッ
トで表現して再配列した後、特徴値の個数に応じてベク
トル記述子を階層的に表現して記憶し、この記憶された
表現情報を用いてマルチメディアデータを検索するよう
にするベクトル記述子表現並びにマルチメディアデータ
検索装置及びその方法を提供することにある。
タのベクトル記述子を構成する多数の特徴値を直交変換
した後、特徴値の個数に応じてベクトル記述子を階層的
に表現して記憶した後、この記憶された表現情報を用い
てマルチメディアデータを検索するようにするベクトル
記述子表現並びにこれを用いたマルチメディアデータ検
索装置及びその方法を提供することにある。
に、本発明は、ベクトル記述子表現及びマルチメディア
データ検索方法において、ベクトル記述子によって記述
された多数の特徴値をそれぞれ量子化する量子化段階
と、前記量子化されたそれぞれの特徴値をビット形態で
表現するビット表現段階と、前記ビット形態で表現され
た特徴値を最上位ビットから最下位ビットの順に再配列
してベクトル記述子を階層的に表現するビット再配列段
階と、前記再配列された特徴値と入力される特徴値の個
数を可変長符号化して記憶させる可変長符号化段階と、
前記記憶された特徴値のうち、前記特徴値の個数に対応
する特徴値のみを可変長逆符号化する可変長逆符号化段
階と、前記可変長逆符号化された特徴値を逆配列して元
の特徴値に復元するビット逆配列段階と、前記復元され
た特徴値を逆量子化する逆量子化段階と、前記逆量子化
で復元された特徴値とマルチメディアデータベースに既
に記憶された特徴値とを比較し、マルチメディアデータ
を探索する比較段階とを含んでなることを特徴とする。
詳細に説明する。図3は本発明の好ましい実施の形態に
係るベクトル記述子表現装置の構成を示す。図3に示す
ように、本発明の好ましい実施の形態に係るベクトル記
述子表現装置は、ベクトル記述子に記述された多数の特
徴値をそれぞれ量子化する量子化部1と、前記量子化部
1で量子化されたそれぞれの特徴値をビットで表現する
ビット表現部2と、前記ビット表現部2で表現されたそ
れぞれの特徴値を再配列するビット再配列部3と、前記
ビット再配列部3で再配列された特徴値を可変長符号化
し、符号化された特徴値を特徴値記憶部5に記憶する
か、或いは前記ビット再配列部3で再配列された特徴値
と入力される特徴値の個数を含んで可変長符号化し、符
号化された特徴値を特徴値記憶部5に記憶する可変長符
号化部4とから構成される。
しい実施の形態に係るベクトル記述子表現装置の動作を
図7に基づいて詳細に説明する。
に第1〜第N特徴値(X1,・・・,XN)から構成され
たベクトル記述子が入力されると、ステップS2におい
て、前記量子化部1は入力された第1〜第N特徴値(X
1,・・・,XN)を量子化する。
前記量子化部1で量子化された前記第1〜第N特徴値
(X1,・・・,XN)を次の式(2)のようにビットで
表現する。
・・,XN)からなるベクトル記述子を意味し、XN Kは
n番目の特徴値Xnを2進数で表現した場合のk番目の
ビットを示す。
列部3は前記ビット表現部2で前記式(2)のように表
現された第1〜第N特徴値(X1,・・・,XN)を次式
(3)のように階層的または漸進的ベクトル表現子Yで
再配列する。
ることにより、前記階層的ベクトル表現子Yにおける第
1特徴値Y1は前記ベクトル記述子Xを代表的に示す特
徴値である。
おける特徴値(Y1,Y2,・・・)の数を増やすこと
により、前記ベクトル記述子Xに近似している。
た前記階層的ベクトル表現子Yにおける多数の特徴値
(Y1,Y2,・・・)を記憶するために、ステップS
6及びステップS7において、可変長符号化部4は各特
徴値(Y1,Y2,・・・)を可変長符号化し、符号化
された特徴値記憶部5に記憶することができる。
いて、前記可変長符号化部4は前記ビット再配列部3で
再配列された各特徴値にステップS5で入力される特徴
値の個数を含んで可変長符号化し、前記符号化された特
徴値記憶部5に記憶することができる。
ベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装置
のブロック図を示す。図4に示すように、ベクトル記述
子表現及びマルチメディアデータ検索装置は、入力され
る符号化された特徴値を可変長逆符号化する可変長逆符
号化部11と、前記可変長逆符号化部11で可変長逆符
号化された特徴値を元のベクトル記述子で再配列するビ
ット逆配列部12と、前記ビット逆配列部12で逆配列
された特徴値を逆量子化する逆量子化部13と、前記逆
量子化部13で逆量子化された特徴値とマルチメディア
データベース14に既に記憶されたマルチメディアデー
タとを比較した後、その比較結果に基づく検索データを
出力する比較部15とから構成される。
ベクトル記述子表現及びマルチメディア検索装置の動作
を図8に基づいて詳細に説明する。
11に符号化された特徴値が入力されると、ステップS
11において、前記可変長逆符号化部11は入力された
特徴値を可変長逆符号化して前記階層的ベクトル表現子
Yを復元する。
12は前記可変長逆符号化部11で復元された階層的ベ
クトル表現子Yを逆配列してベクトル記述子Xのビット
で表現された特徴値を生成する。
は前記ビット逆配列部12から生成されたビットで表現
された多数の特徴値を逆量子化して元の特徴値を生成す
る。
記逆量子化部から生成された特徴値とマルチメディアデ
ータベース14に既に記憶された特徴値とを比較し、そ
の比較結果に基づく検索データを出力する。
れた特徴値の個数に応じて復元された特徴値によってマ
ルチメディアデータが検索されるので、漸進的マルチメ
ディアデータ検索が可能になる。
記述子表現装置のブロック図を示す。図5に示すよう
に、本発明の実施の形態に係るベクトル記述子表現装置
は、ベクトル記述子を構成する各特徴ベクトルを直交変
換した後、低周波特徴から高周波特徴の順に特徴ベクト
ルを表現する直交変換部100と、前記直交変換部10
0で表現された特徴値を量子化する量子化部101と、
前記量子化部101で量子化された特徴ベクトルと入力
される特徴値の個数を可変長符号化し、符号化された特
徴値記憶部103に記憶させる可変長符号化部102と
から構成される。
DCT、DST、DFT、Haar及びWavelet
を使用する。
の形態に係るベクトル記述子表現装置の動作を図9に基
づいて詳細に説明する。
0にベクトル記述子が入力されると、ステップS101
において、前記直交変換部100は入力されるベクトル
記述子をDCT、DST、DFT、Haar及びWav
eletなどの直交変換を行った後、低周波特徴から高
周波特徴の順に特徴値を表現する。
1は前記直交変換部100によって表現された特徴値を
量子化する。
部102はステップS103で入力される特徴値の個数
と共に前記量子化部101で表現された特徴値を可変長
符号化し、符号化された特徴値記憶部103に記憶させ
る。
記述子表現及びマルチメディアデータ検索装置のブロッ
ク図を示す。図6に示すように、本発明の実施の形態に
係るベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索
装置は、入力される符号化された特徴値を可変長逆符号
化する可変長逆符号化部200と、前記可変長逆符号化
部200で可変長逆符号化された特徴値を逆量子化する
逆量子化部201と、前記逆量子化部201で逆量子化
された特徴値を逆直交変換して元の特徴に復元する逆直
交変換部202と、前記逆直交変換部202で復元され
た特徴値とマルチメディアデータベース203に既に記
憶された特徴値とを比較した後、その比較結果に基づく
検索データを出力する比較部204とから構成される。
換は、逆DCT、逆DST、逆DFT、逆Haar及び
逆Waveletのいずれかを使用する。
の形態に係るベクトル記述子表現及びマルチメディアデ
ータ検索装置の動作を図10に基づいて詳細に説明す
る。
徴値が可変長逆符号化部200に入力されると、ステッ
プS201において、前記可変長逆符号化部200は入
力される符号化された特徴値を可変長逆符号化する。こ
こで、前記符号化された特徴値は特徴値とその特徴値の
個数を含む。
01は前記可変長逆符号化部200で可変長逆符号化さ
れた特徴値を逆量子化する。
202は前記逆量子化部201で逆量子化された特徴値
を逆DCT、逆DST、逆DFT、逆Haar及び逆W
aveletのいずれかを使用して逆直交変換を行って
元のベクトル記述子の特徴値に復元する。
4は前記逆直交変換部202で復元された特徴値とマル
チメディアデータベース203に既に記憶された特徴値
とを比較した後、その比較結果に基づく検索データを出
力する。
じて復元される特徴値によってマルチメディアデータが
検索されるので、漸進的マルチメディアデータ検索が可
能になる。
態によれば、各特徴値の重要度を定めることができるの
で、少量のデータを用いてマルチメディアデータを表現
することができるという効果がある。また、マルチメデ
ィアデータのベクトル表現子を多段階で表現することが
できるので、漸進的に重要なデータを検索することがで
きるという利点もある。
である。
チメディアデータ検索装置のブロック図である。
ック図である。
たマルチメディアデータ検索装置のブロック図である。
実施の形態のブロック図である。
たマルチメディアデータ検索装置の他の実施の形態のブ
ロック図である。
流れ図である。
たマルチメディアデータ検索方法を示す流れ図である。
実施の形態を示す流れ図である。
いたマルチメディアデータ検索方法の他の実施の形態を
示す流れ図である。
部、4 可変長符号化部、11 可変長逆符号化部、1
2 ビット逆配列部、13 逆量子化部、14,203
マルチメディアデータベース、15,204 比較
部、100 直交変換部、101 量子化部、102
可変長符号化部、200 可変長逆符号化部、201
逆量子化部、202 直交逆変換部。
Claims (24)
- 【請求項1】 ベクトル記述子表現及びマルチメディア
データ検索方法において、 ベクトル記述子によって記述された多数の特徴値をそれ
ぞれ量子化する量子化段階と、 前記量子化されたそれぞれの特徴値をビット形態で表現
するビット表現段階と、 前記ビット形態で表現された特徴値を最上位ビットから
最下位ビットの順に再配列してベクトル記述子を階層的
に表現するビット再配列段階と、 前記再配列された特徴値と入力される特徴値の個数を可
変長符号化して記憶させる可変長符号化段階と、 前記記憶された特徴値のうち、前記特徴値の個数に対応
する特徴値のみを可変長逆符号化する可変長逆符号化段
階と、 前記可変長逆符号化された特徴値を逆配列して元の特徴
値に復元するビット逆配列段階と、 前記復元された特徴値を逆量子化する逆量子化段階と、 前記逆量子化で復元された特徴値とマルチメディアデー
タベースに既に記憶された特徴値とを比較し、マルチメ
ディアデータを探索する比較段階とを含んでなることを
特徴とするベクトル記述子表現及びマルチメディアデー
タ検索方法。 - 【請求項2】 ベクトル記述子表現及びマルチメディア
データ検索方法において、 ベクトル記述子によって記述された特徴値を直交変換す
る直交変換段階と、 前記変換された特徴値を低周波特徴から高周波特徴の順
に表現する特徴値表現段階と、 前記特徴値表現段階で表現された特徴値を量子化する量
子化段階と、 前記量子化された特徴値と特徴値の個数を可変長符号化
して記憶させる可変長符号化段階と、 前記記憶された特徴値のうち、前記特徴値の個数に対応
する特徴値を抽出し、その抽出した特徴値を可変長逆符
号化する可変長逆符号化段階と、 前記可変長逆符号化された特徴値を逆量子化する逆量子
化段階と、 前記逆量子化された特徴値を逆直交変換して元の特徴に
復元する逆直交変換段階と、 前記復元された特徴値とマルチメディアデータベースに
記憶された特徴値とを比較し、マルチメディアデータを
探索する比較段階とを含んでなることを特徴とするベク
トル記述子表現及びマルチメディアデータ検索方法。 - 【請求項3】 前記直交変換段階における直交変換がD
CTを用いることを特徴とする請求項2記載のベクトル
記述子表現及びマルチメディアデータ検索方法。 - 【請求項4】 前記直交変換段階における直交変換がD
STを用いることを特徴とする請求項2記載のベクトル
記述子表現及びマルチメディアデータ検索方法。 - 【請求項5】 前記直交変換段階における直交変換がD
FTを用いることを特徴とする請求項2記載のベクトル
記述子表現及びマルチメディアデータ検索方法。 - 【請求項6】 前記直交変換段階における直交変換がH
aarを用いることを特徴とする請求項2記載のベクト
ル記述子表現及びマルチメディアデータ検索方法。 - 【請求項7】 前記直交変換段階における直交変換がW
aveletを用いることを特徴とする請求項2記載の
ベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索方
法。 - 【請求項8】 前記逆直交変換段階における逆直交変換
が逆DCTを用いることを特徴とする請求項2記載のベ
クトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索方法。 - 【請求項9】 前記逆直交変換段階における逆直交変換
が逆DSTを用いることを特徴とする請求項2記載のベ
クトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索方法。 - 【請求項10】 前記逆直交変換段階における逆直交変
換が逆DFTを用いることを特徴とする請求項2記載の
ベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索方
法。 - 【請求項11】 前記逆直交変換段階における逆直交変
換が逆Haarを用いることを特徴とする請求項2記載
のベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索方
法。 - 【請求項12】 前記逆直交変換段階における直交変換
は逆Waveletを用いることを特徴とする請求項2
記載のベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検
索方法。 - 【請求項13】 ベクトル記述子表現及びマルチメディ
アデータ検索装置において、 ベクトル記述子によって記述された多数の特徴値をそれ
ぞれ量子化する量子化部と、 前記量子化されたそれぞれの特徴値をビット形態で表現
するビット表現部と、 前記ビット形態で表現された特徴値を最上位ビットから
最下位ビットの順に再配列してベクトル記述子を階層的
に表現するビット再配列部と、 前記再配列された特徴値と入力される特徴値の個数を可
変長符号化して記憶させる可変長符号化部と、 前記記憶された特徴値のうち、前記特徴値の個数に対応
する特徴値のみを可変長逆符号化する可変長逆符号化部
と、 前記可変長逆符号化された特徴値を逆配列して元の特徴
値に復元するビット逆配列部と、 前記復元された特徴値を逆量子化する逆量子化部と、 前記逆量子化で復元された特徴値とマルチメディアデー
タベースに既に記憶された特徴値とを比較し、マルチメ
ディアデータを探索する比較部とを含んでなることを特
徴とするベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ
検索装置。 - 【請求項14】 ベクトル記述子表現及びマルチメディ
アデータ検索装置において、 ベクトル記述子によって記述された特徴値を直交変換す
る直交変換部と、 前記変換された特徴値を低周波特徴から高周波特徴の順
に表現する特徴値表現部と、 前記特徴値表現段階で表現された特徴値を量子化する量
子化部と、 前記量子化された特徴値と特徴値の個数を可変長符号化
して記憶させる可変長符号化部と、 前記記憶された特徴値のうち、前記特徴値の個数に対応
する特徴値を抽出し、その抽出した特徴値を可変長逆符
号化する可変長逆符号化部と、 前記可変長逆符号化された特徴値を逆量子化する逆量子
化部と、 前記逆量子化された特徴値を逆直交変換して元の特徴に
復元する逆直交変換部と、 前記復元された特徴値とマルチメディアデータベースに
記憶された特徴値とを比較し、マルチメディアデータを
探索する比較部とを含んでなることを特徴とするベクト
ル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装置。 - 【請求項15】 前記直交変換部における直交変換がD
CTを用いることを特徴とする請求項14記載のベクト
ル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装置。 - 【請求項16】 前記直交変換部における直交変換がD
STを用いることを特徴とする請求項14記載のベクト
ル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装置。 - 【請求項17】 前記直交変換部における直交変換がD
FTを用いることを特徴とする請求項14記載のベクト
ル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装置。 - 【請求項18】 前記直交変換部における直交変換がH
aarを用いることを特徴とする請求項14記載のベク
トル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装置。 - 【請求項19】 前記直交変換部における直交変換がW
aveletを用いることを特徴とする請求項14記載
のベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装
置。 - 【請求項20】 前記逆直交変換部における逆直交変換
が逆DCTを用いることを特徴とする請求項14記載の
ベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装
置。 - 【請求項21】 前記逆直交変換部における逆直交変換
が逆DSTを用いることを特徴とする請求項14記載の
ベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装
置。 - 【請求項22】 前記逆直交変換部における逆直交変換
が逆DFTを用いることを特徴とする請求項14記載の
ベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装
置。 - 【請求項23】 前記逆直交変換部における逆直交変換
が逆Haarを用いることを特徴とする請求項14記載
のベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ検索装
置。 - 【請求項24】 前記逆直交変換部における逆直交変換
が逆Waveletを用いることを特徴とする請求項1
4記載のベクトル記述子表現及びマルチメディアデータ
検索装置。
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